概念

redis集群指由多个redis节点组合的分布式redis服务器群，redis 节点间两两通过握手通信。

特性

• 多个节点通过握手通信
• 共有16384个槽
• 每个槽都必须分派到具体节点，否则集群起不来
• 每个节点都记录了整个集群所有的槽分派情况
• 在redis键值归属的槽不属于当前切片（槽）时会发生moved错误
• moved 错误在客户端以集群模式访问时，会携带指引客户端跳转到负责当前槽的节点的信息
• 迁移过程中会发生ASK错误，ASK错误指示数据库继续查找键值
• 重新分片，在数据量不断变大时，可以重新分片。
• 集群中的每个节点可以通过主从模式构建高可用性。主节点下线后，集群会从其从节点中选择一个作为主节点，并接收原理主节点的所有槽。
• 集群中的节点通过发送和接收消息来进行通信，常见的消息包括MEET、PING、PONG、PUBLISH、FAIL五种。

设计原理

redis 集群通过切片方式实现，整个集群由16384个槽，通clusterState状态记录每个槽的使用情况，clusterState[i]=nil 表示当前槽未分派给指定节点。

节点实现数据结构：

struct clusterNode {
    //创建节点的时间
    mstime_t ctime;
    //节点的名字，由40个十六进制字符组成
    //例如68eef66df23420a5862208ef5b1a7005b806f2ff
    char name[REDIS_CLUSTER_NAMELEN];
    //节点标识
    //使用各种不同的标识值记录节点的角色（比如主节点或者从节点），
    //以及节点目前所处的状态（比如在线或者下线）。
    int flags;
    //节点当前的配置纪元，用于实现故障转移
    uint64_t configEpoch;
    //节点的IP地址
    char ip[REDIS_IP_STR_LEN];
    //节点的端口号
    int port;
    //保存连接节点所需的有关信息
    clusterLink *link;
    // ...
};

节点状态数据结构

typedef struct clusterState {
    //指向当前节点的指针
    clusterNode *myself;
    //集群当前的配置纪元，用于实现故障转移
    uint64_t currentEpoch;
    //集群当前的状态：是在线还是下线
    int state;
    //集群中至少处理着一个槽的节点的数量
    int size;
    //集群节点名单（包括myself节点）
    //字典的键为节点的名字，字典的值为节点对应的clusterNode结构
    dict *nodes;
    // ...
} clusterState;

命令

1. 查看集群

   • CLUSTER INFO 打印集群的信息
   • CLUSTER NODES 列出集群当前已知的所有节点（node），以及这些节点的相关信息。

   redis-cli -c -p 6379 cluster nodes
   redis-cli -c -p 6379 cluster info
   redis-trib.rb  check  10.26.25.115:6379
   redis-trib.rb info 10.26.25.115:6379
   

2. 节点命令

   • CLUSTER MEET <ip> <port> 添加节点
   • redis-trib.rb add-node <ip> <port> 10.25.157.78:7022
   • CLUSTER FORGET <node_id>
   • redis-trib.rb del-node <ip> <port> <node_id>

3. 设置主从节点

   • CLUSTER REPLICATE <node_id> 将当前节点设置为 node_id 指定的节点的从节点。

4. 槽命令

   • CLUSTER ADDSLOTS <slot> [slot ...] 将一个或多个槽（slot）指派（assign）给当前节点。
   • CLUSTER DELSLOTS <slot> [slot ...] 移除一个或多个槽对当前节点的指派。
   • CLUSTER FLUSHSLOTS 移除指派给当前节点的所有槽，让当前节点变成一个没有指派任何槽的节点。
   • CLUSTER SETSLOT <slot> NODE <node_id> 将槽 slot 指派给 node_id 指定的节点，如果槽已经指派给另一个节点，那么先让另一个节点删除该槽>，然后再进行指派。
   • CLUSTER SETSLOT <slot> MIGRATING <node_id> 将本节点的槽 slot 迁移到 node_id 指定的节点中。
     -CLUSTER SETSLOT <slot> IMPORTING <node_id> 从 node_id 指定的节点中导入槽 slot 到本节点。
   • CLUSTER SETSLOT <slot> STABLE 取消对槽 slot 的导入（import）或者迁移（migrate）。

5. 键命令

   • CLUSTER KEYSLOT <key> 计算键 key 应该被放置在哪个槽上。
   • CLUSTER COUNTKEYSINSLOT <slot> 返回槽 slot 目前包含的键值对数量。
   • CLUSTER GETKEYSINSLOT <slot> <count> 返回 count 个 slot 槽中的键。

redis集群三种方式

• 主从复制是用于实现高可用性的，
• 哨兵模式是主从模式的扩展，争强其高可用性。
• 集群是用户扩展数据库的，用于解决空间问题。

java 代码

Set<HostAndPort> hostAndPortSet = new HashSet();
hostAndPortSet.add(new HostAndPort("192.168.1.99", 9001));
hostAndPortSet.add(new HostAndPort("192.168.1.99", 9002));
hostAndPortSet.add(new HostAndPort("192.168.1.99", 9003));
JedisCluster  cluster = new JedisCluster(hostAndPortSet);

cluster.set("name", "redis cluster");
String name = cluster.get("name");
System.out.println(name);